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Auteur(s)
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Pascal FABRÈGUE : Ingénieur « Institut Galilée » - Direction Développement Produit - Usinor Packaging
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Lire l’articleINTRODUCTION
Quelle que soit leur utilisation finale, les produits sidérurgiques subissent, au cours de leur fabrication, au moins une étape de mise en forme à chaud, le plus souvent dissociée de la phase d’élaboration. La vocation initiale de cette phase de mise en forme – le laminage – est l’obtention de caractéristiques géométriques données.
Des études menées depuis plus de quarante ans par de nombreuses équipes [IRSID, McGill University, Sheffield University...] ont montré qu’au cours du laminage (sous-entendu le réchauffage, le laminage proprement dit et le refroidissement jusqu’à la température ambiante) la structure métallurgique de l’acier évolue en permanence. Ces travaux ont en outre permis de cerner les phénomènes métallurgiques mis en jeu et de déterminer les paramètres (mécaniques, thermiques ou compositionnels) qui les contrôlent. Dès lors, en jouant sur ces différents paramètres dans le respect des contraintes imposées par les outils industriels, il est théoriquement possible de modifier la structure et, donc, les propriétés finales du produit : de ce fait, le laminage devient un traitement thermomécanique. Il est important de noter que l’optimisation des schémas de laminage est tout aussi fondamentale pour les produits qui subissent ultérieurement des étapes de mise en forme à froid (tôles pour l’automobile, tôles pour boîtes de boisson, tôles électriques...).
Dans cet article, nous allons décrire les différentes phases du laminage, discuter les mécanismes physiques mis en jeu et les moyens de les exploiter ou, au contraire, de les inhiber. Quelques exemples de traitements thermomécaniques appliqués sur les outils d’aujourd’hui seront présentés.
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- Version courante de mai 2020 par Astrid PERLADE, Thierry IUNG
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4. Application du laminage à température contrôlée
Nous allons dans ce paragraphe présenter deux exemples de traitements thermomécaniques permettant d’obtenir les meilleurs compromis de propriétés. L’objectif était d’atteindre, sur deux aciers de construction, le premier un acier C-Mn et le second un acier microallié au niobium, le meilleur compromis limite d’élasticité-résilience. De nombreuses solutions sont connues pour l’amélioration de ces deux caractéristiques d’emploi prises séparément, mais une seule est viable lorsque l’on s’intéresse au compromis, l’affinement du grain ferritique en l’occurrence. L’objectif métallurgique étant défini, les principaux paramètres sur lesquels a porté l’optimisation sont la température de réchauffage, la température de laminage et la température de bobinage .
4.1 Optimisation du laminage des aciers de construction C-Mn
L’acier C-Mn utilisé a la composition chimique suivante (en 10– 3 % pondéral) :
C = 150, Mn = 1 110, Si = 280, Al = 47, N = 6,3
Suivant les conditions de laminage, la limite d’élasticité varie de 320 à 460 MPa et la température de transition à 50 % de cristallinité (TK50 %) entre – 35 oC et – 95 oC.
La figure 19 montre, de façon synthétique, le résultat de cette optimisation :
-
température de réchauffage : Tγ = 1 130 oC ;
-
température de fin de laminage : TFL = 760 oC ;
-
vitesse de refroidissement : v R = 30 oC/s ;
-
température de bobinage : T B = 500 oC ;
-
limite d’élasticité R e = 460 MPa ; TK50 % = – 90 oC.
-
Température de réchauffage
Le...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - IRVINE (K.J.), PICKERING (F.B.), GLADMAN (T.) - * - JISI 205, p. 161 (1967).
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(2) - LESLIE et al - * - Trans. Am. Soc. Met. 46, p. 1 470 (1954).
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(3) - NARITA - * - Transaction ISIJ 15, p. 145 (1975).
-
(4) - MCQUEEN (H.J.), JONAS (J.J.) - in Treatise on materials science and technology, - vol. 6. Édité par Arsenault (R.J.) Academic Press, New York, p. 393.
-
(5) - TEGART (W.J.) - in Recrystallization 92. - Éds Fuentes et Gil Sevillano. San Sebastian, Trans. Tech. Publications p. 1.
-
(6) - JONAS (J.J.) - in Mathematical modelling of hot rolling of steel. - Proceeding of the International Symposium in Hamilton, edited by S. Yue, p. 99 (1990).
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